電気を帯びた雨は金属を腐食させる可能性がある

2026年8月26日2分読了 電気を帯びた雨は金属を腐食させる可能性がある 新しい研究により、水が滑らかな表面を流れ落ちる際に帯電し、腐食を引き起こすことが示されています 地球の天気は電気に満ちています。氷の粒子や雹が私たちの大気中で衝突すると、それらは帯電して蓄積し、最終的には稲妻の形で巨大な電気火花を解き放ちます。これらは見逃すことは不可能ですが、小さな雨滴でさえ落下中に電気的に帯電する可能性があり、その電荷は金属を腐食させるのに十分かもしれません。 本日Natureに掲載された研究によると、水滴は滑らかな表面を移動する際に帯電することが示されています。これは、雨が保護コーティングが施されていても金属を腐食する理由を説明するのに役立つ可能性があります。また、物理学と電気化学における長年の疑問に答えるのに役立つと、研究の主著者でありドイツのマックス・プランク高分子研究所の物理学者であるハンス＝ユルゲン・バット氏は述べています。なぜ水は、摩擦がほとんどないように見えるにもかかわらず、滑らかな表面をゆっくりとしか流れ落ちないのでしょうか？ バット氏と同僚は、表面と水が流れ落ちる際に、その間に隠れた化学反応が起こっているのではないかと疑っています。固体同士がこすれ合うと電荷が発生することがありますが、物理学者は液体が同様の挙動をすると考えていませんでした。「液体の場合、結合を切断できるような力はありません」とバット氏は述べています。 この研究で、バット氏のチームは、窓や植物の葉などのさまざまな表面を水滴で流れ落ちさせ、テフロンの薄いコーティングが施された銅板に到達させました。水滴はテフロンを貫通して銅に到達し、ピットを形成しました。チームは、他の保護コーティングが施された金属でも同じ効果を確認しました。他の表面を流れずに直接プレートに滴下された水には、腐食力はありませんでした。 研究者たちは、コーティングや金属板に近づく水滴の形状を研究した後、水と銅板が電場を生成し、水が表面を流れ落ちるにつれて正の電荷を帯び、金属が負の電荷を帯びると考えています。 水滴が金属に近づくと、電場は強くなります。最終的に、電場は金属を破壊するほど強くなります。 帯電した雨は、人間にとって危険なほど電気的なものではありません。人々は電気を生成するために雨を集めようとしてきましたが、それは大規模にはうまくいかなかったとバット氏は述べています。それでも、帯電した水滴は、工業用溶液で腐食防止のためにコーティングされた材料でさえ、適切に適用されていない場合や損傷した場合に失敗することがある理由を説明するのに役立つかもしれません。 腐食の理解に役立つ新しい情報はすべて興味深いと、ジョージア工科大学の材料科学者で腐食を研究しており、この研究には関与していないプリット・シン氏は述べています。私たちのインフラストラクチャの崩壊は数兆ドル規模の問題であり、腐食の制御を改善できれば、長期的にはコストと人命を節約できると彼は述べています。 「信頼性の高い製品、それが医薬品であれ、石油化学製品であれ、あるいはインプラントであれ、腐食を非常にうまく制御する必要があると思います」とシン氏は付け加えています。